ES2348579T3 - Dispositivos para detectar un calentamiento por debajo de un electrodo de retorno de un paciente. - Google Patents

Abstract

Un sistema para predecir la temperatura por debajo de un electrodo de retorno (14) de un sistema electroquirúrgico monopolar que comprende: un aparato de detección (40) adaptado a ser conectado a una fuente de energía (48) que incluye: un circuito analógico (50a) que incluye: una resistencia generadora de calor (44a, 44b) conectada en serie entre un generador (10) y dicho electrodo de retorno (14), y un sensor de temperatura (46) configurado para sentir un cambio de temperatura de dicha resistencia (44a, 44b); en el que dicha resistencia generadora de calor (44a, 44b) y dicho sensor de temperatura (46) están en comunicación térmica; un comparador (50b) configurado para comparar dicho cambio de temperatura con un valor de umbral; y un circuito de alarma (50) configurado para producir una señal de aviso; en el que las propiedades de calentamiento y enfriamiento de dicho circuito analógico (50a) son proporcionales a las propiedades de calentamiento y de enfriamiento de la piel en el electrodo de retorno (14), en el que dicho aparato de detección (40) está configurado para predecir la temperatura de la piel del paciente en dicho electrodo de retorno (14) de dicho sistema electroquirúrgico monopolar sin entrar en contacto con el paciente, y en el que dicho circuito de alarma (50) está configurado para alertar al usuario cuando la temperatura de la piel predicha exceda el valor de umbral.

Description

Antecedentes Campo técnico

La descripción presente se refiere a dispositivos y métodos de seguridad durante la electrocirugía, y más particularmente, la descripción presente se refiere a dispositivos para detectar, determinar y/o aproximar la probabilidad de que se produzcan quemaduras en un paciente bajo un electrodo de retorno de un sistema electroquirúrgico monopolar.

Antecedentes de la técnica relacionada

Durante la electrocirugía, una fuente o electrodo activo proporciona un primer potencial eléctrico, tal como energía de radiofrecuencia, a un lugar operativo y un electrodo de retorno proporciona un segundo potencial eléctrico de vuelta al generador electroquirúrgico. En electrocirugía monopolar, el electrodo de fuente es típicamente el instrumento sostenido con la mano situado por el cirujano en el sitio quirúrgico. Variando la densidad de la energía y de la corriente, este electrodo crea un efecto quirúrgico deseado; por ejemplo, cortar, coagular, o extirpar tejido. Un electrodo de retorno de paciente es situado típicamente en un lugar alejado del electrodo de fuente y tiene típicamente la forma de una almohadilla adherida adhesivamente a la piel del paciente.

El electrodo de retorno tiene una gran área superficial de contacto con el paciente para minimizar el calentamiento en la superficie de contacto. Las áreas superficiales más pequeñas tienden a tener densidades de corriente mayores y una intensidad calorífica mayor. Es deseable una superficie de contacto mayor para reducir la intensidad calorífica. El dimensionado de los electrodos de retorno está basado en estimaciones de la corriente anticipada máxima durante una cirugía particular y el ciclo de trabajo (el porcentaje de tiempo durante el cual el generador está conectado) durante el procedimiento. Los primeros tipos de electrodos de retorno tenían forma de placas de metal grandes cubiertas de gelatina conductora. Más adelante se desarrollaron electrodos adhesivos con una lámina de metal única cubierta con gelatina conductora o con adhesivo conductor. Sin embargo, un problema de esos electrodos adhesivos era que si una porción se despegaba del paciente, la superficie de contacto del electrodo con el paciente disminuía, aumentando por tanto la densidad de corriente en la porción adherida y aumentando, en cambio, el calor hacia el tejido.

Para solucionar este problema, se desarrollaron electrodos de retorno y circuitos de hardware separados, llamados genéricamente "Retum Eiectrode Contact Quality

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Monitors" (RECQMs), o Monitores de Calidad de Contacto de Electrodos de Retorno. Estos electrodos separados consisten en dos láminas conductoras separadas. El circuito de hardware usa una señal de CA entre las dos mitades de los electrodos para medir la impedancia entre ellos. La medida de la impedancia es indicativa de lo bien que el electrodo de retorno está adherido al paciente, esto es, la impedancia entre las dos mitades está relacionada directamente con la superficie del contacto del paciente. Si durante una operación quirúrgica, un electrodo empieza a despegarse del paciente, la impedancia aumentará debido a la disminución de la superficie de contacto del electrodo. Se diseñan normalmente RECQMs para sentir este cambio de impedancia de manera que cuando un aumento porcentual de impedancia exceda un valor predeterminado o la impedancia medida exceda un valor de umbral, el generador electroquirúrgico sea desconectado para reducir las posibilidades de sobrecalentamiento en el lugar del electrodo de retorno.

Aunque los circuitos de monitorización son efectivos en el uso presente, no tienen en cuenta el tiempo durante el que se suministra corriente. Como continúan desarrollándose nuevos tratamientos quirúrgicos que utilizan corrientes más elevadas y ciclos de trabajo mayores, se produce un mayor calentamiento del tejido bajo el electrodo de retorno. Resulta por tanto ventajoso diseñar un circuito de monitorización que tenga en cuenta también el tiempo durante el cual se proporciona la corriente para determinar la probabilidad de que un paciente resulte finalmente quemado. Basada en esta determinación de la probabilidad, se puede generar una señal de alarma o se puede interrumpir la energía suministrada por el generador. Por ejemplo, la solicitud de patente alemana DE 197 17 411 A1 describe un método para monitorizar la carga térmica sobre un tejido de un paciente

La patente americana 6.258.085 describe un método y un sistema para medir con precisión la corriente que fluye en un circuito electroquirúrgico monopolar y para calcular el calor depositado bajo un electrodo de retorno de un paciente. El valor calculado del calor depositado bajo el electrodo de retorno de un paciente junto con un factor de enfriamiento calculado permite monitorizar y/o rastrear los casos posibles de quemaduras que puedan ocurrir bajo el electrodo de retorno.

Desgraciadamente, otros sistemas más antiguos y/o generadores ya en uso pueden no estar equipados y/o ser capaces de realizar dichas tareas de monitorización.

De acuerdo con esto, existe la necesidad de un dispositivo que pueda detectar y/o predecir el calentamiento bajo un electrodo de retorno de un paciente. Más

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particularmente, existe la necesidad de un dispositivo que pueda ser acoplado operativamente a generaciones existentes y/o más antiguas de generadores para proporcionar de esta manera a los generadores existentes y/o más antiguos la capacidad de monitorizar casos potenciales de quemaduras que puedan ocurrir bajo el electrodo de retorno.

SUMARIO

A continuación se describe el invento en la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes están enfocadas hacia características opcionales y realizaciones preferidas. La descripción presente se refiere a dispositivos y métodos de seguridad para ser usados durante la electrocirugía, y más particularmente la descripción presente se refiere a dispositivos para detectar, determinar, y/o aproximar la probabilidad de que se produzcan quemaduras en un paciente bajo un electrodo de retorno de un sistema electroquirúrgico monopolar.

Más específicamente, una realización de la descripción presente incluye un aparato para predecir la temperatura de un electrodo de retorno de un sistema electroquirúrgico monopolar. El aparato incluye un aparato de detección adaptado a estar conectado a una fuente de energía que a su vez incluya un circuito analógico configurado para sentir un cambio de temperatura en un elemento. Se incluye un comparador que está configurado para comparar el cambio en el elemento anterior con un valor de umbral. El aparato de detección está configurado para predecir la temperatura del paciente en el electrodo de retorno del sistema electroquirúrgico monopolar sin entrar en contacto con el paciente.

En una realización, el aparato está operativamente acoplado entre el electrodo de retorno y el generador electroquirúrgico. La fuente de energía incluye típicamente una fuente de alimentación portátil y está adaptada a acoplarse operativamente a un sistema electroquirúrgico monopolar existente.

El aparato de detección puede estar configurado para incluir un mecanismo diseñado para producir una señal de aviso o de advertencia para el usuario si una cierta condición se cumple o es determinada o es previa a un valor de umbral. Por ejemplo, la señal de aviso es generada antes de condiciones que puedan dar lugar a quemaduras en el paciente cuando se predice que la temperatura bajo la almohadilla de retorno excederá una elevación de temperatura de unos 4 grados.

El aparato de detección incluye una resistencia generadora de calor y un sensor de temperatura. La resistencia generadora de calor y el sensor de temperatura están

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en comunicación térmica y las propiedades de calentamiento y enfriamiento del aparato son proporcionales a las propiedades de calentamiento y enfriamiento de la piel del paciente en el electrodo de retorno. Se predice la temperatura de la piel del paciente a partir de la temperatura del aparato.

La descripción presente se refiere también a un sistema para predecir la temperatura bajo un electrodo de retorno de un sistema electroquirúrgico monopolar e incluye un aparato de detección adaptado a ser conectado a una fuente de energía, a un comparador configurado para comparar el cambio de temperatura con un valor de umbral y a un circuito de alarma configurado para producir una señal de aviso. El aparato de detección incluye también un circuito analógico que tiene una resistencia generadora de calor y un sensor de temperatura. La resistencia generadora de calor y el sensor de temperatura están configurados típicamente para estar en comunicación térmica entre sí. Las propiedades de calentamiento y enfriamiento del circuito analógico son proporcionales a las propiedades de calentamiento y enfriamiento de la piel en el electrodo de retorno y el aparato de detección está configurado para predecir la temperatura de la piel del paciente en el electrodo de retorno del sistema electroquirúrgico monopolar sin entrar en contacto con el paciente. El circuito de alarma alerta al usuario cuando la temperatura de la piel predicha excede el valor de umbral.

En otra realización adicional, la fuente de energía incluye una fuente de alimentación portátil. Puede generarse también una señal de aviso cuando se predice que la temperatura bajo la almohadilla de retorno excederá una elevación de unos 4 grados de temperatura. El sistema puede ser configurado también para acoplarse adaptable u operativamente a un sistema electroquirúrgico monopolar existente.

Antecedentes Campo técnico

La descripción presente se refiere a dispositivos y métodos de seguridad durante la electrocirugía, y más particularmente la descripción presente se refiere a dispositivos para detectar, determinar y/o aproximar la probabilidad de quemaduras en el paciente bajo un electrodo de retorno en un sistema electroquirúrgico monopolar.

Descripción breve de los dibujos

Los dibujos que se acompañan, que están incorporados en y constituyen una parte de la memoria, muestran realizaciones de la descripción presente y, junto con la

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descripción detallada de las realizaciones que se ofrecen a continuación, sirven para

explicar los principios de la descripción;

la Figura 1 es un dibujo esquemático de un sistema electroquirúrgico monopolar;

la Figura 2 es un diagrama de bloques esquemático de un sistema electroquirúrgico que incluye un dispositivo para detectar el calentamiento bajo un electrodo de retorno de un paciente, de acuerdo con la descripción presente; y

La Figura 3 es un diagrama de bloques esquemático adicional que muestra el dispositivo para detectar calor bajo un electrodo de retorno de un paciente de acuerdo con la descripción presente.

Descripción detallada

La Figura 1 es un dibujo esquemático de un sistema electroquirúrgico monopolar. El instrumento quirúrgico para tratar el tejido en el sitio quirúrgico es designado por el número de referencia 11. Se proporciona energía electroquirúrgica al instrumento 11 mediante el generador 10 por medio del cable 18 para producir un efecto electroquirúrgico (por ejemplo, cortar, coagular, etc.) en el tejido del paciente "A". Un electrodo de retorno, designado por el número de referencia 14, es mostrado situado bajo el paciente “A” para devolver la energía desde el paciente “A” al generador 10 por medio del cable 12. El electrodo de retorno 14 es típicamente de la forma de una almohadilla que se aplica adhesivamente a la piel del paciente “A”.

La superficie del electrodo de retorno 14 que se adhiere al paciente “A” es importante, ya que la superficie afecta a la densidad de corriente de la señal que calienta el tejido. Cuanto menor sea la superficie de contacto entre el electrodo de retorno 14 y el tejido del paciente “A”, mayor serán la densidad de corriente y el calor del electrodo 14 en el sitio del tejido del paciente. Por el contrario, cuanto mayor sea la superficie de contacto entre el electrodo de retorno 14 y el tejido del paciente “A”, menor será la densidad de corriente y el calor del electrodo de retorno en el sitio del tejido del paciente.

Con referencia a la Figura 2, el generador electroquirúrgico 10 incluye un microprocesador 26, una fuente de alimentación ajustable 22, tal como una fuente de alto voltaje, para producir corriente de RF, y una etapa de salida de RF 24 conectada eléctricamente a la fuente de alimentación 22 para generar un voltaje de salida y una corriente de salida para transmitirlas al instrumento 11. La fuente de alimentación 22 es ajustada por el controlador 25 dependiendo de la probabilidad calculada de la quemadura del paciente.

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El microprocesador 26 incluye una pluralidad de puertos de entrada. Un puerto de entrada está en comunicación eléctrica con un sensor de corriente de salida 28 que mide la corriente de salida de la etapa de salida de RF 24 que es transmitida al paciente “A”. Durante el tratamiento quirúrgico, el generador 10 es activado cuando es conectado o a intervalos de tiempo variables, con intervalos de desconexión intermitentes para permitir que el tejido se enfríe naturalmente cuando la circulación de la sangre del paciente “A” disipa el calor.

Otro puerto de entrada del microprocesador 26 está en comunicación eléctrica con un dispositivo 40 para detectar un calentamiento bajo el electrodo de retorno 14. El dispositivo de 40 detecta el calentamiento entre el electrodo de retorno 14 y la piel del paciente “A”. El dispositivo 40 está deseablemente acoplable operativamente entre el electrodo de retorno 14 y el microprocesador 26 del generador 10.

Como se aprecia mejor en la Figura 3, el dispositivo de detección de calor 40 incluye al menos un par de resistencias 44a, 44b, conectadas en serie entre el generador 10 y el electrodo de retorno 14. Las resistencias 44a, 44b están dimensionadas para generar calor a una velocidad sustancialmente igual o sustancialmente proporcional a la velocidad de generación de calor que se produce en la interfaz entre la piel del paciente “A” y una almohadilla de retorno 14 aplicada apropiadamente a la piel del paciente "A".

El dispositivo de detección de calor 40 incluye además al menos un disipador de calor, un sensor de temperatura y/o cualquier otro dispositivo medidor de temperatura 46 configurado para medir temperatura. El dispositivo medidor de temperatura 46 está situado cerca de las resistencias 44a, 44b tal manera que el dispositivo de medida de temperatura 46 pueda sentir y/o medir un cambio de la temperatura de las resistencias 44a, 44b.

Dimensionando apropiadamente y/o seleccionando las resistencias apropiadas 44a, 44b y los dispositivos medidores de temperatura 46, puede aproximarse el efecto de enfriamiento y/o el efecto de calentamiento experimentado por la piel del paciente “A”. En otras palabras, cuando la piel del paciente “A” experimente un aumento (efecto de calentamiento) o una disminución (efecto de enfriamiento) de la temperatura, el dispositivo medidor de temperatura 46 experimenta un correspondiente y/o proporcional aumento/descenso de temperatura. Aunque el umbral para la temperatura de cada individuo es diferente, el dispositivo presente está diseñado para predecir cuándo la temperatura bajo el electrodo de retorno se aproxima, pero no excede, a los 6 grados de elevación de temperatura normalmente permitido por la

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normativa de seguridad aplicable al paciente medio. Puede ser deseable seleccionar 4 grados de elevación como punto de alarma, por ejemplo.

El dispositivo de medición de temperatura 46 está conectado operativamente a una fuente de energía 48, típicamente una fuente de alimentación portátil tal como una fuente de energía del tipo de una batería 48. Al proporcionar una fuente de energía del tipo de una batería 48, el dispositivo de detección de calor 40 puede ser usado universalmente en todo el mundo, independientemente de la configuración de las tomas de corriente y similares. Además, una fuente del tipo de una batería 48 permite que el dispositivo de detección de calor 40 sea independiente y/o autónomo (o sea, el dispositivo de detección de calor 40 no tiene por qué ser enchufado y/o conectado a una fuente de energía).

El dispositivo de detección de calor 40 puede incluir además un circuito de alarma 50 conectado operativamente (por ejemplo, en comunicación eléctrica) al dispositivo sensor de temperatura 46 para generar una señal de aviso cuando se alcance y/o sobrepase un valor de umbral. El circuito de alarma 50 incluye el circuito analógico de baja potencia 50a para extender la vida de la batería y conseguir que el dispositivo 40 resulte económico. El circuito de alarma 50 incluye un comparador 50b en comunicación eléctrica con el circuito analógico 50a. En operación, el voltaje producido por el circuito analógico 50a es comparado con los valores de umbral proporcionados al, o presentes en él, comparador 50b.

De acuerdo con esto, si el voltaje producido por el circuito analógico 50a excede el valor de umbral presente en el comparador 50b, una señal es enviada a una alarma 50c para generar una señal de aviso (por ejemplo, una señal audible, visual y/o táctil) como un aviso para el usuario. Se prevé que el circuito de alarma 50 pueda funcionar con un punto de trabajo de dos pasos, en el que una primera alarma es activada cuando la temperatura es relativamente alta pero no lo suficiente elevada para producir quemaduras en el paciente, y se activa una segunda alarma cuando la temperatura excede los valores de umbral presentes en el comparador 50b para indicar de esta manera al usuario que es posible producir una quemadura al paciente.

De acuerdo con esto, ya que el dispositivo de detección de calor 40 puede estar conectado operativamente a los generadores existentes y/o conectado operativamente a los generadores que no incluyan sistemas para detectar una generación de calor hacia la piel de un paciente, es posible el uso continuado de dichos generadores.

Aunque la descripción anterior contiene muchos detalles específicos, esos detalles específicos no deben ser tomados como limitaciones del alcance de la

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descripción, sino meramente como ejemplos de realizaciones preferidas de ella. Las personas expertas en la técnica concebirán muchas otras variaciones posibles que caerán dentro del ámbito de la descripción como se define en las reivindicaciones que a continuación se adjuntan.

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Claims (6)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Un sistema para predecir la temperatura por debajo de un electrodo de retorno (14) de un sistema electroquirúrgico monopolar que comprende: un aparato de detección (40) adaptado a ser conectado a una fuente de

   energía (48) que incluye: un circuito analógico (50a) que incluye: una resistencia generadora de calor (44a, 44b) conectada en serie entre un generador (10) y dicho electrodo de retorno (14), y un sensor de temperatura (46) configurado para sentir un cambio de temperatura de dicha resistencia (44a, 44b); en el que dicha resistencia generadora de calor (44a, 44b) y dicho sensor de temperatura (46) están en comunicación térmica; un comparador (50b) configurado para comparar dicho cambio de temperatura con un valor de umbral; y un circuito de alarma (50) configurado para producir una señal de aviso; en el que las propiedades de calentamiento y enfriamiento de dicho circuito analógico (50a) son proporcionales a las propiedades de calentamiento y de enfriamiento de la piel en el electrodo de retorno (14), en el que dicho aparato de detección (40) está configurado para predecir la temperatura de la piel del paciente en dicho electrodo de retorno (14) de dicho sistema electroquirúrgico monopolar sin entrar en contacto con el paciente, y en el que dicho circuito de alarma (50) está configurado para alertar al usuario cuando la temperatura de la piel predicha exceda el valor de umbral.

2. 2.

   El aparato de la reivindicación 1, en el que dicha fuente de energía (48) comprende una fuente de alimentación portátil.

3. 3.

   El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha señal de aviso es generada cuando se predice que la temperatura por debajo de la almohadilla de retorno (14) excederá una elevación de unos 4 grados de temperatura.

4. 4.

   El sistema de la reivindicación 1, en el que el sistema está adaptado a acoplarse operativamente a un sistema electroquirúrgico monopolar existente.

5. 5.

   El sistema de la reivindicación 1, en el que el aparato está acoplado operativamente entre el electrodo de retorno (14) y el generador (10).

6. 6.

   El sistema de la reivindicación 1, en el que dicha señal de aviso es generada antes de que se produzcan las condiciones que puedan dar lugar a quemaduras en el paciente.